• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권1호
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• pp.47-55
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• 2014

본 연구에서는 태양열에 의해 증발된 해수면에서의 수증기를 응축의 원리를 이용하여 담수의 생산이 가능한 친환경 담수장치(Eco-friendly Desalination System)를 고안하고, 가능성을 판단하는데 연구의 목적을 두고 있다. 응축 열전달 공식을 이용하여 습공기의 물성변화에 따른 연간 응축수 생산량을 예측하였으며, 항온항습챔버의 실험을 통해 실제 습공기조건 변화에 따른 응축량을 측정하였다. 습공기의 이론 응축률과 실험을 통해 측정한 실제 응축률의 오차율을 산출하였으며, 오차의 원인을 분석하고 응축률 보정계수인 응축계수와 점성계수를 구하여 보정된 이론 응축률 공식에 도출하였다. 보정된 응축률 식을 이용하여 설계된 규모의 풍력터빈연간 생산 가능한 담수량을 산출한 결과 최대 연간 약 2,927톤 정도의 담수를 생산할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-31
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• 2018

본 연구에서는 시공이 완료된 CFRD에 대하여 담수시점부터 수위변화에 따른 댐 제체의 변형거동을 파악하기 위하여 현장 모니터링을 통하여 댐의 변위를 분석하고, 이를 수치해석 결과와 비교하였다. 담수에 따른 댐 정상 및 하류사면 제체의 거동을 계측한 결과, 축방향 수평변위, 상 하류측 수평변위, 침하가 대부분 초기 담수로부터 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때부터 발생하였다. 그 후 저수위 최고 상승시까지 변위가 진행된 후 수위에 관계없이 일정하게 수렴되는 양상을 보였다. CFRD에서 가장 중요한 역할을 하는 차수벽의 수평변위는 모든 지점에서 비슷한 양상을 보였다. 차수벽의 수평변위는 담수 전 외부온도의 영향으로 동절기에 증가하고 하절기에 감소하는 경향이 있었다. 또한, 담수 후 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때까지 변위가 증가한 후 수위상승과 함께 감소하는 경향을 보였다. 결과적으로 차수벽의 거동은 저수위 조건뿐 아니라 담수 후에도 계절적인 변화를 나타내며, 콘크리트 슬래브의 재료적인 특성 영향이 큰 것으로 판단된다. 수치해석 결과 댐 축조 후 최대 침하량과 발생 위치는 실제와 다소의 차이가 있었는데, 이러한 차이는 해석시 입력 매개변수의 추정, 축조일수 및 층 시공두께 등 다양한 설계와 시공의 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 그리고 전반적인 기간에 대하여 침하는 댐 축조기간 동안 대부분 완료되었고 담수 초기에 약간의 침하가 발생한 후 수렴되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.207-207
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• 2015

지표수 수자원은 다른 형태의 수자원에 비하여 경제성은 우수하나 환경 훼손, 시공간적 변동성에 대한 취약성, 각종 수질 위협요소에 노출되는 단점 을 가지고 있다. 지표수 수자원과는 달리 Aquifer Storage Transportation and Recovery (ASTR) System을 이용한 지하저수지는 수자원의 안전한 확보, 환경문제 등의 측면에서 새로운 대안으로 제시되고 있다. '청정지하저수지연구단'에서 연구하고 있는 '대규모청정지하저수지'는 피압대수층에 담수를 주입하여 형성된 담수체를 수자원으로 이용한다. 본 연구는 피압대수층 주입정 및 양수정 운영에 따른 지반영향을 연구하였다. 과거 지반변형을 고려하지 않은 무분별한 피압대수층의 지하수 개발로 태국, 중국 등지에서 심각한 지반침하를 야기하였으며 이에 대한 대책으로 인공함양이 이루어진바 있다. 피압대수층 상부에 위치한 점토층은 지반변형에 가장 큰 영향을 미치며 점토층의 변형 혹은 파괴 시 지하수 이용 및 인간의 활동에도 영향을 끼칠 수가 있다. 본 연구의 목적은 주입 및 양수가 점토층에 미치는 영향을 분석하고 지반변형을 허용 범위 내로 국한시키기 위해서 피압대수층에 가할 수 있는 최대 수위변화량을 산정하는 데 있다. 양수로 수두가 감소하는 경우 유효응력 증가에 따른 지반침하가 우려되며, 주입으로 수두가 상승하는 경우 지반파괴가 야기될 수 있다.

• 멤브레인
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• 제29권6호
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• pp.314-322
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• 2019

기후변화로 인해 가속화되고 있는 충남 지역 가뭄현상에 대응하고 대산 임해산업단지의 증가하는 용수 수요를 만족하기 위해서, K-water에서는 100,000 ㎥/일 규모 역삼투 해수담수플랜트 건설 사업을 추진하고 있다. 이에 본 연구에서는 해수담수플랜트 운영비용의 70% 이상을 담당하는 역삼투 공정 성능에 영향을 미치는 주요 인자에 대한 성능 분석을 수행하였다. 대산 지역 해수 염분농도 및 수온 변화 조건에서 RO 공정의 전력소모는 2.39 ± 0.13 kWh/㎥로 나타났으며, 막여과유속과 회수율이 낮을수록 전력소모가 절감되어 연간 운영비용이 감소하였다. 주요 막 제조사별 고유량 막의 성능 비교 결과, 전량 2단 여과공정(full two pass) 기준 생산수 TDS는 평균 3.84 mg/L로 양호하였고, 전력소모는 2.22 ± 0.13 kWh/㎥ 수준으로 확인되었다. 역삼투 공정 구성을 전량 2단 여과방식에서 partial 또는 split partial 방식으로 변경함에 따라 전력소모는 최대 0.29 kWh/㎥, 막모듈 설치비용은 최대 15.6% 절감 가능할 것으로 기대된다.

• 환경생물
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• 제17권1호
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• pp.27-34
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• 1999

수생식물을 인공호의 수질개선에 이용할 수 있는지의 가능성을 파악하기 위하여 정수식물인 갈대, 애기부들 그리고 줄의 생산량과 영양염류 흡수량을 조사하였다. 갈대와 애기부들 그리고 줄은 단위 면적당 지상부 최대생산량이 각각 3,504 g/m$x^2$, 2,834 g/m$x^2$, 3,125g/m$x^2$이었다. 이들의 지상부와 지하부의 비를 조사한 자료를 이용하여 계산된 지하부 현존량은 갈대, 애기부들, 줄이 각각 9,671g/m$x^2$, 5,158 g/m$x^2$,5,813g/m$x^2$이었다. 갈대, 애기부들 그리고 줄 각기관의 영양염류 함량은 식물의 종류에 따라 차이가 있었다. 식물의 최대생물량과 지상부 각 기관의 영양염류함량을 이용하여 계산된 지상부 영양염류 최대현존량은 갈대군락에서 가장 많은 것으로 나타났다. 지상부와 지하부에 포함되어 있는 영양염류 최대현존량은 갈대군집에서 2,795.6 kg N/ha, 42.5 kg P/ha, 애기부들군집 에서 1,413 kg N/ha, 24.8 kg.P/ha, 줄군집에서 1,901.1 kg N/ha, 38.4 kg P/ha이었다. 본 연구의 결과 갈대와 애기부들 그리고 줄은 물질생산과 영양염류 흡수량에서 담수의 수질개선에 적합한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.519-519
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• 2015

2007년 발간된 IPCC의 4차 평가보고서에서 자연재해, 환경, 해양, 농업, 생태계, 보건 등 다양한 부분에 미치는 기후변화의 영향에 대한 과학적 근거들이 제시되면서 기후변화는 현세기 범지구적인 화두로 대두되고 있다. 또한, 기후변화에 의한 지구 온난화는 대규모의 수문순환 과정에서의 변화들과 연관되어 담수자원은 기후변화에 대단히 취약하며 미래로 갈수록 악영향을 받을 것으로 6차 기술보고서에서 제시하고 있다. 특히 우리나라는 지구온난화가 전 지구적인 평균보다 급속하게 진행될 가능성이 높기 때문에 기후변화에 대한 담수자원 취약성이 더욱 클 것으로 예상된다. 따라서 지표수에 용수의존도가 높은 우리나라의 댐 저수지를 대상으로 기후변화에 따른 수환경 변화의 정확한 분석과 취약성 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 SRES A1B 시나리오를 적용하여 기후변화가 주암호 저수지의 수환경 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 지역스케일의 미래 기후시나리오 생산을 위해 인공신경망(Artificial Neural Network.,ANN)기법을 적용하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고온도, 최저온도)에 대해 강우-유출모형에 적용이 가능한 지역스케일로 통계적 상세화를 수행하였으며, 이를 유역모델에 적용하여 저수지 유입부의 유출량 및 부하량을 예측하였다. 유역 모델의 결과를 토대로 저수지 운영모델에 저수지 유입부의 유출량을 적용하여 미래 기간의 방류량을 산정하였으며, 최종적으로 저수지 모델에 유입량, 유입부하량 및 방류량을 적용하여 저수지 내 오염 및 영양물질 순환 및 분포 예측을 통해서 기후변화가 저수지 수환경에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 시나리오에 따른 상세기 후전망을 위해서 기후인자의 미래분석 기간은 (I)단계 구간(2011~2040년), (II)단계 구간(2041~2070년), (III) 단계 구간(2071~2100년)의 3개 구간으로 설정하여 수행하였으며, Baseline인 1991~2010년까지의 실측값과 모의 값을 비교하여 검증하였다. 강우량의 경우 Baseline 대비 미래로 갈수록 증가하는 것으로 전망되었으며, 2011년 대비 2100년에서 연강수량 6.4% 증가한 반면, 일최대강수량이 7.0% 증가하는 것으로 나타나 미래로 갈수록 집중호우의 발생가능성이 커질 것으로 예측되었다. 유역의 수문 수질변화 전망도 강수량 증가의 영향으로 주암댐으로 유입하는 총 유량이 Baseline 대비 증가 하였으며, 유사량 및 오염부하량도 증가하는 것으로 나타났다. 저수지 수환경 변화 예측결과 유입량이 증가함에 따라서 연평균 체류시간이 감소하였으며, 기온 및 유입수온 상승의 영향으로 (I)단계 구간대비 미래로 갈수록 상층 및 심층의 수온이 상승하는 것으로 나타났다. 연중 수온성층기간 역시 증가하는 것으로 나타났으며, 남조류는 (I)단계 구간 대비 (III)단계 구간으로 갈수록 출현시기가 빨라지며 농도 역시 증가하였다. 또한 풍수년, 평수년에 비해 갈수년에 남조류의 연평균농도 상승폭과 최고농도가 크게 나타나 미래로 갈수록 댐 유입량이 적은 해에 남조류로 인한 피해 발생 가능성이 높아질 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.502-502
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• 2023

지난 140여년(1880~2022)간 지구의 연평균 기온은 약 1.5℃ 상승하였다. 이에 따라 폭염, 홍수, 가뭄 등 이상기후 발생이 급증하고 있으며, 생태계가 급격히 변화하여 담수호의 산소량 또한 급속히 감소하고 있다. 소양호는 총길이 60 km, 유역면적 2.703 km², 최대저수량 29억톤으로, 유역면적은 북한강 유역의 25%에 달하며 북한강 상류에 위치하고 있는 국내 최대의 인공호이다. 따라서 소양호 유역의 관리는 북한강 유역의 수질 관리와 수도권 수자원 공급의 핵심 중 하나라고 볼 수 있다. 그러나 기후변화에 따라 소양호의 성층현상에도 변동이 생겼을 것으로 판단되고 있다. 호소의 성층현상은 수심에 따른 온도의 변화로 발생하는 현상으로, 성층현상이 심하면 유체는 연직운동이 제한되고 상대적으로 수평방향 운동이 활발해진다. 소양호는 수심이 매우 깊으며, 열용량이 크기 때문에 여름에 성층이 형성되는 온대일순환호(warm monomictic lake)로 분리된다. 성층현상이 심하면 호소 하부의 저층에서는 용존산소가 거의 없어 혐기성 상태가 되고, 침전된 유기물이 혐기성 미생물에 의해 분해되기 때문에 수질은 크게 악화된다. 따라서 본 연구는 30년간의 소양호의 수온과 DO의 변동을 분석하여 성층현상의 변동성을 파악하고자 하였다. 이에 따라 약 30년간(1993년 1월~2022년 12월) 0~90 m까지 측정한 수온, DO 데이터를 이용하였다. 데이터는 매달 최소 1회~최대 5회 측정된 자료 중 가장 수심이 깊게 측정된 날의 자료를 이용하였다. 1월과 2월의 데이터는 동절기로 인해 소양호 조사를 실시할 수 없어 제외하였다. 수온의 경우 30년간 서서히 증가하는 경향을 보였으며 0~90m 전반에 걸쳐서도 대체로 증가하는 경향을 보였다. 또한 6월에 성층현상이 더 심해지고, 겨울에는 연직운동이 감소하는 모습을 보였다. DO의 경우 용존산소가 중층에서 최저를 보이는 Metalimnetic oxygen minimum을 보였으며, 2008년까지는 거의 매년 농도 2.0mg/L 이하인 달이 있었으나 그 이후에는 회복되어 대부분 2.0 mg/L 이상을 보였다. 그러나 심층의 경우에는 2014년부터 DO 농도 3 미만으로 떨어지는 경우가 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권3호
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• pp.212-217
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• 1996

건답직파 재배시 물관리 및 유기물원별 볏짚의 시용시기를 달리하여 메탄배출량을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 건답직파재배시 논토양에서 발생하는 메탄가스의 배출양상은 3엽기 이전까지는 마이너스 배출치를 나타내다가 생육의 진전과 기온의 상승에 따라 계속 증가하여 출수기에 최대Peak를 나타내었다. 2. 유기물원별 메탄가스의 배출량은 볏짚 시용구에서 가장 많았으며 퇴비시용은 NPK시용에 비해 크게 증가하지 않았다. 또한 볏짚 시용시기별로는 파종 한달전 시용함이 파종직전 처리에 비해 약40%의 메탄배출저감효과를 보았다. 3. 물관리별로는 간단관개가 상시담수에 비해 약19% 저감되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.478-478
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• 2016

4대강 다기능 보 건설 이후 보 내에서 발생하는 녹조를 효과적으로 저감시키기 위해 다양한 방법들이 시도되고 있으며, 댐-보 및 보-보간 연계운영 기법은 수량을 이용하여 대규모 구간에 걸쳐 효과적으로 조류를 저감시킬 수 있어 최근 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 영산강 수계 승촌보와 죽산보를 대상으로 조류저감을 위한 다기능보 연계 운영 시나리오에 대해 2차원 모델링을 이용하여 효과를 분석하고 향후 조류저감을 위한 가동보 운영방안 수립에 적용하고자 수행되었다. 시뮬레이션 기간은 2014년 7월 1일부터 7월 15일까지 남조류가 다량으로 발생하였던 시기를 모의기간으로 하였다. 분석시나리오는 최근 낙동강에서 적용된 바 있는 pulse형 방류를 실시하여 수체내에 유속과 난류를 증가시키되 승촌보와 죽산보를 연계하여 순차적인 방류와 담수를 반복하는 형태를 가정하였다. 또한 방류 규모에 따라 수위 저하범위를 0.3~2 m로 차등 적용하여 조류저감 효과를 예측하였다. 예측결과 소수력 발전방류를 이용한 pulse형 방류 연계운영 CASE에서는 최대 승촌보 3.8% 죽산보 8.4%의 저감 효과가 예측되었다. 반면 소수력과 수문방류를 동시에 이용하여 수위 저하범위를 크게 적용하는 CASE에서는 승촌보에서 최대 12.5%, 죽산보 4.7%의 저감율로 방류규모 증가에도 불구하고 죽산보의 저감율은 증가하지 않는 결과를 나타내었다. 이는 상대적으로 저수량이 큰 죽산보에서 큰 폭으로 수위를 저하시킬 경우 수위회복 기간이 길어지고 이 시기에 조류가 성장할 수 있는 조건을 제공하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 조류의 발생 규모와 공간적 분포, 보별 유입지류 유입특성과 저수량 등 조류발생에 관련된 다양한 인자를 복합적으로 고려하여 효율적인 운영방안이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국항만학회지
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• 제4권1호
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• pp.33-43
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• 1990

우리나라에서는 70년대 이후 컨테이너 수송체계가 도입되어 운영되어 왔으나 차량의 급격한 증가와 더불어 컨테이너 수송체계는 도시교통에 있어서 많은 문제를 야기시키는 것으로 논란이 되고 있다. 특히, 부산항은 우리나라 최대의 국제 무역항으로써 전 컨테이너 수송화물의 90%이상을 처리하고 있고, 또한 수출입항으로서 제 역할을 다하고 있으나 낮은 도로율(12.45%)과 산재해 있는 30여개의 Off-Dock CY로 인해서 도심을 통과하는 컨테이너 수송차량은 많은 교통문제를 유발시키고 있다. 본 연구는 1) 부산시에 산재해 있는 30여개의 Off-Dock CY에 이르는 주요 도로상에서 컨테이너 수송량의 신간별 분포에 따라 컨테이너의 운행시간대를 첨두 시간대, 비첨두 시간대 및 심야 시간대로 분류하여 각 시간대별 평균 수송 시간 및 교통 체증으로 인한 수송 지체수준을 확인하였고, 2) 컨테이너 전용부두로 부터 Off-Dock CY에 이르는 도시 고속도로 및 주요간선도로상에서의 수송시간 및 수송 지체수준을 비교 분석하였으며, 3) 마지막으로, 효율적인 컨테이너 수송체계를 위한 최적 수송시간대 및 도로체계를 제시할 수 있었다. 특히, 컨테이너 수송시간 및 지체수준은 각 운행 시간대에 따라 현저한 차이를 보이고 있었는데, 심야 시간대를 이용하여 컨테이너 수송을 할 경우에는 다른 시간대에 비하여 50%정도의 수송시간 절감효과를 기대할 수 있었으며, 도시 고속도로를 이용할 경우에는 도시 간선도로에 비하여 30%정도의 수송시간을 절약할 수 있었다. 따라서 도시지역의 교통체중을 완화시키기 위해서 심야 시간대에 보다 많은 컨테이너 수송차량이 이용할 수 있는 컨테이너 수송체계가 확립되어야 하고, 산재해 있는 Off-Dock CY를 몇개의 ODCY그룹이나 단지까지 컨테이너 전용 고속도로의 건설이 바람직하고 생각된다.리구에서 조사한 결과 $10^{-3}$ M MGBG 단독 처리구에서 에틸렌 생성량이 가장 높았으며, spermidine과 spermine의 함량은 가장 낮았다. 부정근 형성능이 다소 회복된 $10^{-3}$ M MGBG+ $10^{-5}$M spermine 혼합처리구에서의 에틸렌 생성량은 대조구보다는 다소 높게 나타났다. 부정근 회복능이 가장 높았던 $10^{-3}$ M MGBG+ $10^{-5}$ M spermine + $10^{-4}$ M Cocl$_2$ 혼합처리구에서 에틸렌 생성량은 가장 낮게 나타났으며, polyamine 함량은 가장 높게 나타났다.(Cyperaceae), 명아주과(Chenopodiaceae) 같은 풀들이 하구언(estuary)의 해안가에 주로 서식하였던 것으로 나타났다. 이 시기동안에 해양성조류인 와편모류와 담수성 조류가 동시에 다양하게 산출되는 것은 하구언 퇴적환경이었음을 잘 지시해 준다. 제II화분대(고도, 43.72{\sim}3.36\;m$)가 시작되면서 혼합림은 침엽수림으로 바뀌었으며, 낙엽활엽수들의 서식지가 2엽소나무로 대치되면서 침엽수가 주요 수종을 이루었던 것으로 나타났다. 아마도 이런 산림형태는 자연 기후환경변화 뿐만 아니라 인간간섭에 의해 나타난 결과로 생각된다. 이 시기에 경작식물인 벼과(Gramineae), 옥수수(Zea), 메밀(Fagopyrum)과 논밭의 뚝 등지 에서 서식하는 돼지풀(Ambrosia) 등이 처음으로 산출되는 것으로 보아 인간간섭이 행해졌음을 잘 뒷 받침해준다. 또한 담수성 조류는 변함없이 산출되는 반면, 해양성조류인 와편모류가 산출되지 않는 것으로 보아 해안환경에서 다소 멀 어진